DD202482A5

DD202482A5 - quadrupole

Info

Publication number: DD202482A5
Application number: DD82239763A
Authority: DD
Inventors: Gyoergy Veisz; Peter Koszeghy; Gabor David; Lajos Szekely
Original assignee: Gyoergy Veisz; Peter Koszeghy; Gabor David; Lajos Szekely
Priority date: 1981-09-01
Filing date: 1982-05-11
Publication date: 1983-09-14
Also published as: CA1197577A; HU193510B; JPS5847312A; EP0073293A2; AR229361A1; BR8203238A; US4451804A; DK169782A; HUT40736A; CS257759B2; PL236044A1; EP0073293A3

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, einen neuartigen Vierpol zu schaffen, der als Schwingungskreis hoher Selektivitaet geeignet ist. Der erfindungsgemaesse Vierpol weist eine Kapazitaet und ein mit einem induktiven Reihenglied versehenes Filterglied auf. Das Wesen des Vierpols besteht darin, dass das induktive Reihenglied aus zueinander angepassten und in Reihe geschalteten, mit gegenseitigen Stromflussrichtungen charakterisierten Stromfuehrungen an der Kapazitaet angeschlossen sind. Der vorgeschlagene Vierpol stellt eine ideale Wicklung dar und ist bei der Resonanzfrequenz praktisch voellig verlustfrei. Der Vierpol gewaehrleistet die Siebung und Anzeige von bestimmten Frequenzbereichen, Baendern und Werten mit hoher Genauigkeit, mit hoher Steilheit des Uebergangs und weist eine hohe Selektivitaet auf.The aim and object of the invention are to provide a novel quadrupole, which is suitable as a high selectivity swinging circle. The four-pole according to the invention has a capacitance and a filter element provided with an inductive series element. The essence of the quadrupole is that the inductive series element of connected to each other and connected in series, characterized with mutual current flow directions Stromfuehrungen to the capacity are connected. The proposed quadrupole represents an ideal winding and is virtually completely lossless at the resonance frequency. The quadrupole ensures the screening and display of certain frequency ranges, bands and values with high accuracy, with a high slope of the transition and has a high selectivity.

Description

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-^- 16.8.1982- ^ - 16.8.1982

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Vierpolquadrupole

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Vierpol, der eine Kapazität sowie ein Filterglied enthält, wobei das Filterglied mit einem zwischen einem ersten Eingangspunkt und einem ersten Ausgangspunkt angeschlossenen induktiven Reihenglied versehen und zwischen einem zweiten Eingangspunkt und einem zweiten Ausgangspunkt zugeführt ist. Der erfindungsgemäße Vierpol ist derart ausgebildet, daß sein induktives Reihenglied als ideale Wicklung wirkt. Der vorgeschlagene Vierpol kann besonders vörteilig in den Schaltungsanordnungen angewendet werden, bei denen ein als Schwingungskreis wirkendes Schaltelement notwendig ist.The invention relates to a quadrupole, which includes a capacitor and a filter member, wherein the filter member is provided with a connected between a first input point and a first starting point inductive series element and fed between a second input point and a second starting point. The quadrupole according to the invention is designed such that its inductive series member acts as an ideal winding. The proposed quadrupole can be applied particularly vorteilig in the circuit arrangements in which a switching element acting as a vibration circuit is necessary.

Characteristic of the known technical solutions

In der theoretischen und praktischen Elektronik sind die Vierpole gut bekannt (siehe z. B. das Buch von Hanero, J. L. und Willoner, G.: Synthesis of filters, herausgegeben von Prentice Hall im'J. 1966), die als Schaltkreiseinheiten mit ihren Ausgangspunkten an eine Belastung angeschlossen sind, und zwischen diesen Punkten ein mit bestimmter Impedanz gekennzeichnetes Element enthält. Die Vierpole dienen allgemein als Filter in den teletechnischen Systemen, in der Telekommunikation, in Meßgeräten und in Regulatoren. Eine Variante ist das sog. T-Filter, bei dem an den einen Eingangspunkt und dem entsprechenden Aus'gangspunkt des Filters zwei in Reihe geschaltete und mit gleicher Stromflußrichtung gekennzeichnete Wicklungen verbunden sind, wobei die Wicklungen auch einen Transformator bilden dürfen. Die zwei Wicklungen weisen einen gemeinsamen Punkt auf, der einem Belag eines Kondensators zugeführt ist· Der andere Belag des Kondensators ist zwischen dem anderen Eingangspunkt und dem anderen Ausgangspunkt angeschlossen.In theoretical and practical electronics, the quadrupoles are well known (see, for example, the book by Hanero, JL, and Willoner, G .: Synthesis of filters, published by Prentice Hall in 1966), which are circuit units with their starting points are connected to a load, and between these points contains an element marked with specific impedance. The quadrupoles are generally used as filters in teletechnical systems, telecommunications, gauges and regulators. One variant is the so-called T-filter, in which two windings connected in series and marked with the same current flow direction are connected to the one input point and the corresponding output point of the filter, the windings also being allowed to form a transformer. The two windings have a common point, which is fed to a pad of a capacitor. The other pad of the capacitor is connected between the other input point and the other starting point.

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Das T-Filter ist zur Auswahl bestimmter Frequenzbereiche vorgesehen. In den bestimmten Bereichen zeigt es eine relativ kleine Dämpfung, und an den Grenzen des Bereiches macht die Steilheit der Dämpfung für jede Impedanz nur 5 bis 6 dB/Dekade aus. Dieser Wert ist ungünstig, weil in diesem Falle ein breites Übergangsband su dem ausgewählten Frequenzbereich gehört, und darum wird die Auswahl nicht immer so verwirklicht, wie es erforderlich wäre. Die Steilheit kann verbessert werden, wenn die T-Filter in Reihe geschaltet v/erden, doch hat diese lösung eine bedeutende Vergrößerung der Dämpfung und darum eine starke Verminderung der in dem bestimmten Bereich durchgelassenen Leistung zur Folge. Das heißt, der als Filter verwendete Vierpol leitet nicht nur den ausgewählten Frequenzbereich, sondern auch einen relativ breiten Übergangsbereich weiter. Der Wert der Selektivität verbleibt auch an einem niedrigen Pegel, und"die Charakteristik des Filters ist von der Belastung abhängig. Falls die Beseitigung der Abhängigkeit von der Belastung notwendig ist, soll die Schaltungsanordnung des T-Filters abhängig von der Belastung bestimmt werden und kann dabei sehr kompliziert sein·The T-filter is designed to select specific frequency ranges. In the certain ranges it shows a relatively small attenuation, and at the limits of the range, the slope of the attenuation for each impedance is only 5 to 6 dB / decade. This value is unfavorable, because in this case a wide band of transitions belongs to the selected frequency range, and therefore the selection is not always made as it should be. The transconductance can be improved when the T-type filters are connected in series, but this solution results in a significant increase in the attenuation and therefore a great reduction in the power transmitted in the particular area. That is, the quadrupole used as a filter forwards not only the selected frequency range but also a relatively wide transition range. The value of the selectivity also remains at a low level, and "the characteristic of the filter depends on the load." If the elimination of the load dependency is necessary, the T-filter circuitry should be determined depending on the load and can thereby be determined be very complicated ·

Zur Beseitigung der lachteile der einen Typ der Vierpole bildenden T-Filter wurden die Kristallfilter geschaffen, deren Anwendung wegen des relativ komplizierten Aufbaues und 7/egen der dadurch verursachten höheren Kosten nur dann begründet ist, wenn hohe Forderungen an die Steilheit des Durchganges und an die Selektivität zu erfüllen sind. Das größte Problem beim Aufbau von Kristallfiltern stellt die Temperaturabhängigkeit der Parameter des Quarzkristalls und der anderen Schaltungselemente dar, die nur mit noch komplizierterem Aufbau oder durch Anwendung eines Thermostaten beseitigt werden können.To eliminate the noise parts of a type of four-pole forming T-filter, the crystal filters were created, whose application is justified only because of the relatively complicated structure and 7 / egen caused by the higher cost if high demands on the steepness of the passage and the Selectivity must be met. The biggest problem with the construction of crystal filters is the temperature dependence of the parameters of the quartz crystal and the other circuit elements, which can only be eliminated with an even more complicated structure or by using a thermostat.

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Object of the invention

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der erwähnten Nachteile und in der Schaffung eines einfachen und mit niedrigen Kosten herstellbaren Schaltungselementes.The object of the present invention is to eliminate the mentioned drawbacks and to provide a simple and low-cost circuit element.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Vierpol zu schaffen, der als Schwingungskreis hoher Selektivität geeignet ist·The invention has for its object to provide a novel quadrupole, which is suitable as a high selectivity oscillation circuit ·

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die in den T-Filtern angewendeten Wicklungen nicht immer aus durch gleiche Stromflußrichtung gekennzeichneten Teilen zusammenzustellen sind, sondern, wie mit Überraschung beobachtet wurde,ist es viel zweckmäßiger, die Wicklung mit solchen Stromführungen aufzubauen, worin die Stromflußrichtungen in den benachbarten Stromführungen gegenseitig sind» In diesem Falle kann das erwünschte Ergebnis auch durch Anwendung zweier gerader oder gekrümmter Leitungen erreicht werden, wenn sie nebeneinander laufen und darin die Richtungen des Stromflusses gegenseitig sind·,The invention is based on the finding that the windings applied in the T-filters are not always assembled from parts characterized by the same current flow direction, but, as was observed with surprise, it is much more convenient to construct the winding with such current guides, wherein the current flow directions In this case, the desired result can also be achieved by using two straight or curved conduits, if they run next to each other and in which the directions of current flow are mutually exclusive.

Die oben beschriebene Erkenntnis wurde an zahlreichen Modellen durchgeprüft, die entsprechende Übertragungsfunktion bestimmt und der Vierpol auch mittels einer Rechenmaschine modelliert. Aufgrund der obigen Erkenntnis wurde ein Vierpol geschaffen, der eine Kapazität sowie ein Filterglied enthält, wobei das Filterglied mit einem zwischen einem ersten Eingangspunkt und einem ersten Ausgangspunkt angeschlossenen induktiven Reihenglied versehen und zu einem zwischen einem zweiten Eingangspunkt und einem zweiten Ausgangspunkt einge-The knowledge described above has been tested on numerous models, determines the corresponding transfer function and the quadrupole also modeled using a calculator. Based on the above finding, a quadrupole has been provided which includes a capacitance and a filter member, the filter member being provided with an inductive series element connected between a first input point and a first output point and inserted between a second input point and a second starting point.

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schalteten Zwischenpunkt zugeführt ist, und erfindungsgemäß das induktive Reihenglied aus zueinander angepaßten und in Reihe geschalteten, mit gegenseitigen Stromflußrichtungen gekennzeichneten Stromführungen ausgebildet ist, und im FiI-tergiied die Stromführungen an der Kapazität angeschlossen sind.switched intermediate point is supplied, and according to the invention, the inductive series element is formed from each other adapted and connected in series, characterized with mutual Stromflußrichtungen current flows, and in FiI-tergiied the current leads are connected to the capacitance.

Das induktive Reihenglied kann zweckmäßig als eine auf einem gemeinsamen Körper ausgebildete bifilare Wicklung aufgebaut werden. Es ist auch zweckmäßig, das induktive Reihenglied aus Leitungen herzustellen, die gegebenenfalls auch gerade Strecken enthalten»The inductive series element can be expediently constructed as a bifilar winding formed on a common body. It is also expedient to produce the inductive series element from lines which optionally also contain straight lines »

Die Kapazität des erfindungsgemäßen Vierpols kann zweckmäßig auf der Analogie der bekannten Lösung der T-Filter ausgebildet werden, wemx die Kapazität aus einem Kondensator besteht, der zwischen dem gemeinsamen Punkt der in Reihe geschalteten Elemente des induktiven Reihengliedes und dem Zwischenpunkt vorhanden ist. Es ist auch zweckmäßig, die Kapazität aus zwei Kondensatoren zu bilden, die im Filterglied vor dem Eingang und nach dem Ausgang des induktiven Reihengliedes angeordnet sind» Ihre Kapazitanz ist zweckmäßig gleich. Bei mehreren Anwendungsmöglichkeiten kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Kapazität drei Kondensatoren' enthält, d· h· die obenbeschriebenen Anordnungen gleichzeitig in einer Schaltung verwirklicht werden·The capacitance of the quadrupole according to the invention can be conveniently formed on the analogy of the known solution of T-filters, wemx the capacitance consists of a capacitor which is present between the common point of the series-connected elements of the inductive series element and the intermediate point. It is also appropriate to form the capacitance of two capacitors, which are arranged in the filter member in front of the input and after the output of the inductive series element »their capacitance is suitably the same. In several applications, it may also be advantageous if the capacitance contains three capacitors, so that the arrangements described above are realized simultaneously in a circuit.

Im erfindungsgemäßen Vierpol ist es weiterhin auch vorteilhaft, wenn zwischen dein Filterglied und einerseits dem ersten Eingangspunkt sowie dem ersten Ausgangspunkt andererseits je eine Wicklung angeordnet ist, mit denen in Reihe odgr parallel je ein Kondensator auch eingeschaltet werden kann· Die Induktivitäten der Wicklungen sowie die Kapazitanzen der Kondensatoren sind vorteilhaft gleich.In the quadrupole according to the invention, it is also advantageous if between the filter member and on the one hand the first input point and the first starting point on the other hand a respective winding is arranged with which in series odgr parallel one capacitor can also be switched · The inductances of the windings and the capacitances the capacitors are advantageously the same.

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Die Y/icklungen können zweckmäßig auch auf Eisenkernen hergestellt werden·The developments can also be conveniently made on iron cores.

Der erfindungsgemäße Vierpol sichert bei der Frequenz der Resonanz, nach den Berechnungen und Bemessungen, eine sehr steile Charakteristik mit dem Wert von 200 ... 220 dB/Oktave, der Größenordnungen höher ist als der ähnliche Wert der traditionellen T-PiIter. Der erfindungsgemäße Vierpol ist mit minimalen Kosten leicht herzustellen und hat eine von der Belastung unabhängige Charakteristik.The quadrupole according to the invention ensures, at the frequency of the resonance, according to the calculations and measurements, a very steep characteristic with the value of 200 ... 220 dB / octave, which is orders of magnitude higher than the similar value of the traditional T-filter. The quadrupole according to the invention is easy to manufacture with minimal cost and has a characteristic independent of the load.

Die Prüfung der erfindungsgemäßen Lösung zeigt, daß auf vorgeschlagene Weise ein Schaltungselement entsteht, das sich als ideale Wicklung darstellt und beim Resonanzpunkt praktisch völlig verlustfrei ist. Die Verluste des erfindungsgemäßen Vierpols als Schaltungselement werden nur von dem Kondensator verursacht.The examination of the solution according to the invention shows that in a proposed manner, a circuit element is formed, which is an ideal winding and at the resonance point is virtually completely lossless. The losses of the quadrupole according to the invention as a circuit element are caused only by the capacitor.

jDasführungebei spielThe game guide

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend an beispielsweise angeführten konkreten Vierpolen, aufgrund einiger zur Zeit realisierter Abarten mit Hinweis-auf die beigefügte Zeichnung eingehend analysiert. In der Zeichnung zeigen:The object of the invention will be analyzed in detail below, for example, by referring to the concrete quadruplets given, on the basis of some currently realized varieties with reference to the attached drawing. In the drawing show:

Fig. 1 die Schaltungsanordnung einer mit sehr engem Dämpfungsbereich gekennzeichneten Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols /des sog. "Lochsperrefilters"/»1 shows the circuit arrangement of a marked with very narrow attenuation range embodiment of the quadrupole of the invention / the so-called. "Lochsperrefilters" / »

Fig. 2 die Verstärkung-Frequenz-Charakteristik des Vierpols nach Fig. 1;Fig. 2 shows the gain-frequency characteristic of the quadrupole of Fig. 1;

Fig. 3 die Schaltungsanordnung einer als Hochpaß anwendba-3 shows the circuit arrangement of a high-pass filter

- ^δ - 239 763 O- ^δ - 239 763 O

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ren Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols;ren execution of the quadrupole according to the invention;

Pig· 4 die Verstärkung-Frequenz-Charakteristik des Vierpols nach Fig. 3;Fig. 4 shows the gain-frequency characteristic of the quadrupole of Fig. 3;

Pig. 5 die Schaltungsanordnung einer als Tiefpaß anwendbaren Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols;Pig. 5 shows the circuit arrangement of an embodiment of the quadrupole according to the invention which can be used as a low-pass filter;

Pig. 6 die Schaltungsanordnung einer als Tiefpaß anwendbaren anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols;Pig. FIG. 6 shows the circuit arrangement of another embodiment of the quadrupole according to the invention that can be used as a low-pass filter; FIG.

Pig. 7 die Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik einer durch parallele Schaltung der Vierpole nach Pig. 5 und 6 erhaltenen Anordnung /des sog. "Kreuzfilters"/;Pig. 7 shows the gain-frequency characteristic of a parallel circuit of the four-pole to pig. 5 and 6 obtained arrangement / the so-called "cross filter" /;

Pig. 8 die Schaltungsanordnung einer als. Bandsperre anwendbaren Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols;Pig. 8 shows the circuit arrangement of a. Bandstop applicable embodiment of the quadrupole according to the invention;

Fig. 9 die Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik des Vierpols nach Fig. 8;Fig. 9 shows the gain-frequency characteristic of the quadrupole of Fig. 8;

Fig. 10 die Schaltungsanordnung einer als Tief paß '. anwendbaren Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols;Fig. 10 shows the circuit arrangement of a low pass '. applicable embodiment of the quadrupole according to the invention;

Fig. 11 die Verstärkungs-Prequenz-Charakteri-stik des Vierpols nach Fig. 10;Fig. 11 shows the gain-prequency characteristics of the quadrupole of Fig. 10;

Fig. 12 die Schaltungsanordnung einer als Bandpaß anwendbaren Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols;12 shows the circuit arrangement of an applicable as a bandpass design of the quadrupole according to the invention;

Fig. 13 die Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik des Vierpols nach Fig» 12;Fig. 13 shows the gain-frequency characteristic of the quadrupole of Fig. 12;

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Fig. 14 die Schaltungsanordnung einer als zur Auswahl eines engen Frequenzbandes vorgesehenen Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols /des sog. "Lochauswahlfilters¹¹/,14 shows the circuit arrangement of an embodiment of the quadrupole according to the invention provided for selecting a narrow frequency band, or the so-called "hole selection filter ¹¹ /

Pig. 15 die Verstärkungs-Frequenz-Charakteristik des Vierpols nach Fig. 14 undPig. FIG. 15 shows the gain-frequency characteristic of the quadrupole of FIG. 14 and FIG

Fig. 16 die Schaltungsanordnung einer die vielseitige Regelung ermöglichenden Ausführung des erfindungsgemäßen Vierpols.Fig. 16 shows the circuit arrangement of a versatile control enabling execution of the quadrupole according to the invention.

Der erfindungsgemäße Vierpol (Fig. 1) enthält ein Filterglied 20, das zwischen einem ersten Eingangspunkt 1 und einem zweiten Eingangspunkt 2 einerseits und einem ersten Ausgangspunkt 3 und einem zweiten Ausgangspunkt 4 andererseits angeordnet ist. Im Filterglied 20 ist ein induktives Reihenglied vorhanden, das aus Stromführungen 6, 7 besteht. Der Eingang des Reihengliedes ist an dem ersten Eingangspunkt 1, sein Ausgang an dem ersten Ausgangspunkt 3 angeschlossen. Das induktive Reihenglied enthält einen gemeinsamen Punkt 5 der Stromführungen 6, 7, der zu einem zwischen dem zweiten Eingangspunkt 2 und dem zweiten Ausgangspunkt 4 bestimmten Zwischenpunkt geführt ist. Das induktive Reihenglied wird erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß seine resultierende Impedanz so genau wie möglich den IJullwert aufnimmt. Das wird so erreicht, daß eine gerade Anzahl von Stromführungen 6 und 7 angewendet wird, wobei in den Stromführungen 6, 7 jedes Paares der Wert der Stromstärke gleich, doch die Stromflußriehtungen gegenseitig sind· Die Stromführungen 6,7 sind so dicht wie möglich zueinander angeordnet, und darum wird die Anwendung der bifilaren Wicklung vorgeschlagen. In verschiedenen Anwendungsgebieten kann es ausreichend und zweckmäßig sein, wenn die Stromführungen 6 und 7 als nebeneinander ge-The quadrupole according to the invention (FIG. 1) contains a filter element 20 which is arranged between a first input point 1 and a second input point 2 on the one hand and a first starting point 3 and a second starting point 4 on the other hand. In the filter member 20, an inductive series member is present, which consists of current guides 6, 7. The input of the series member is connected to the first input point 1, its output at the first starting point 3. The inductive series element contains a common point 5 of the current guides 6, 7, which is guided to an intermediate point determined between the second input point 2 and the second starting point 4. The inductive series element according to the invention is designed such that its resulting impedance absorbs the IJullwert as accurately as possible. This is achieved by using an even number of current guides 6 and 7, wherein in the current guides 6, 7 of each pair the value of amperage is equal, but the current flows are mutually exclusive. The current guides 6, 7 are arranged as close as possible to each other , and therefore the application of the bifilar winding is proposed. In various fields of application, it can be sufficient and expedient for the current guides 6 and 7 to be used as side by side

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führte, aus geraden und gegebenenfalls gekrümmten Strecken bestehenden leitungen ausgebildet sind·formed, consisting of straight and optionally curved lines existing lines are ·

Im Filterglied 20 ist eine Kapazität entsprechend den Siebungsaufgaben zu sichern. Die Kapazität kann erfindungsgemäß aus einem Kondensator 8 (Pig. 1), aus zwei Kondensatoren 9 und 10 (Mg. 3) und aus drei Kondensatoren S, 9 und 10 (Pig.6) ausgebildet werden· Der Kondensator 8 ist mit einem seiner Beläge dem gemeinsamen Punkt 5 zugeführt. Der Kondensator ist vor dem Eingang des induktiven Reihengliedes zwischen ihm und dem ersten Eingangspunkt 1, der Kondensator 10 zwischen dem Ausgang des induktiven Reihengliedes und dem ersten Ausgangspunkt 3 vorgesehen·In the filter member 20 is a capacity corresponding to the screening tasks to secure. According to the invention, the capacitor can be formed from a capacitor 8 (Pig. 1), from two capacitors 9 and 10 (Mg. 3) and from three capacitors S, 9 and 10 (Pig.6). The capacitor 8 is connected to one of its pads fed to the common point 5. The capacitor is provided in front of the input of the inductive series element between it and the first input point 1, the capacitor 10 between the output of the inductive series element and the first starting point 3.

Falls die Kapazität aus einem Kondensator 8 besteht, benimmt sich der erfindungsgemäße Vierpol als Lochsperrefilter (d* h. Bandsperre mit verengtem Sperrbereich), der in der Punktion der Frequenz-des durch den ersten Eingangspunkt 1 und den zweiten Eingangspunkt 2 eingeleiteten Stromes die Verstärkung a gemäß Fig. 2 sichert. Die Charakteristik beweist, daß der Vierpol praktisch in vollem Veränderungsbereich der Frequenz eine identisch gleiche Verstärkung a gewährleistet, er verhält sich wie ein rein Ohmscher Widerstand, doch in enger Umgebung einer bestimmten Resonanzfrequenz ΐ^ vermindert sich die Verstärkung beinahe sofort zum praktischen Uullwert. Die Verminderung läuft sehr schnell ab, die Steilheit beträgt 200 bis 220 dB/Oktave, d. h., sie ist sehr hoch. Dementsprechend kann der gemäß Fig· 1 ausgebildete Vierpol z. B. zur Signalisierung der Erreichung eines charakteristischen Wertes angewendet werden· Die schnelle Abänderung der Verstärkungsverhältnisse gewährleistet eine zuverlässige inzeige. Der Wert des Kondensators 8 ist zweckmäßig zwischen Pikofarad- und Mikrofaradbereich zu wählen: Die kleineren Werte verursachen die Verminderung der TiefeIf the capacitor consists of a capacitor 8, the quadrupole according to the invention behaves as a hole-barrier filter (d * h band-stop filter with narrowed stop band), which amplifies the a-phase current introduced by the first input point 1 and the second input point 2 in the puncture as shown in FIG. 2 secures. The characteristic proves that the quadrupole guarantees an identical amplification a practically in the full range of variation of the frequency, it behaves like a purely ohmic resistance, but in close vicinity of a certain resonant frequency ΐ ^ the gain decreases almost immediately to the practical zero value. The reduction is very fast, the slope is 200 to 220 dB / oct, ie, it is very high. Accordingly, the quadrupole formed according to FIG. For example, to signal the achievement of a characteristic value. The rapid modification of the gain ratios ensures reliable display. The value of the capacitor 8 is useful to choose between picofarad and microfarad range: the smaller values cause the reduction in depth

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und die Vergrößerung der Steilheit der Frequenzbeschneidung, und die größeren Werte führen, umgekehrt, zur Vergrößerung der Tiefe und Verminderung der Steilheit der Frequenzbeschneidung. Wenn das induktive Reihenglied als Wicklung ausgebildet wird, beeinflußt die Wicklungszahl die obigen Zusammenhänge .and increasing the steepness of the frequency truncation, and the larger values, conversely, increase the depth and reduce the steepness of the frequency truncation. When the series inductor is formed as a winding, the number of turns affects the above relationships.

Falls die Kapazität aus zwei Kondensatoren 9 und 10 besteht (Fig. 3)> kann ein Hochpaß mit einer Charakteristik nach Fig. 4 hergestellt werden, der die interessante Eigenschaft aufweist, daß er eine ideale Sinuswelle erzeugt, wenn durch die ersten und zweiten Eingangspunkte 1 und 2 ein dem Diracschen Delta ähnliches Signal eingeleitet wird. Diese Anordnung als Filter läßt, wie in Fig. 4 sichtbar ist, die höheren Frequenzen mit höherer Verstärkung durch. Die Tiefe der Frequenzbeschneidung kann sehr leicht reguliert werden, wenn die Kapazitanzen der Kondensatoren 9 und 10 verschieden sind. Mit dem Unterschied der Kapazitanzwerte wird die Tiefe der Frequenzbeschneidung größer.If the capacitance consists of two capacitors 9 and 10 (FIG. 3), a high-pass filter having a characteristic of FIG. 4 can be produced which has the interesting property of producing an ideal sine wave when passing through the first and second input points 1 and 2 a signal similar to the Dirac Delta is initiated. This arrangement as a filter allows, as can be seen in Fig. 4, the higher frequencies with higher gain. The depth of the frequency truncation can be regulated very easily if the capacitances of the capacitors 9 and 10 are different. With the difference of the capacitance values, the depth of the frequency truncation becomes larger.

Bei der Anwendung dreier Kondensatoren zur Ausbildung der Kapazität (Fig. 6) vermindert sich die Steilheit der Frequenzbeschneidung»The use of three capacitors to form the capacitance (Figure 6) reduces the steepness of the frequency truncation »

Der erfindungsgemäße Vierpol wird im weiteren an Ausführungsbeispielen näher erläutert·The quadrupole according to the invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.

example 1

Ein von uns als Kreuzfilter bezeichnetes Filter wird derart ausgebildet, daß der erfindungsgemäße Vierpol mit drei Kondensatoren versehen und mit einem derartig ausgeführten erfindungsgemäßen Vierpol parallel geschaltet wird, dessen Fiiterglied einen Kondensator enthält (Fig. 5 und 6). In demA filter referred to as a crossed filter is formed in such a way that the quadrupole according to the invention is provided with three capacitors and connected in parallel with a quadrupole according to the invention, whose filter element comprises a capacitor (FIGS. 5 and 6). In that

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zweiten Vierpol ist eine Wicklung 15 in Reihe zwischen dein ereten Bingangspunkt 1 und dem Filterglied 20 sowie eine Wicklung 16 zwischen dem !Filterglied 20 und dem ersten Ausgangspunkt 3 geschaltet* Durch die parallele Schaltung der beschriebenen Vierpole entsteht ein Filter mit der in Pig. sichtbaren Charakteristik, wobei der Vierpol gemäß Fig. 5 die kontinuierliche und der gemäß Fig. 6 die unterbrochene ("" '" <- Linie beschreibt. Die Frequenz be schnei dung folgt mit einer Kreuzfrequenz f,.second quadrupole is a winding 15 in series between your Ereten Bingangspunkt 1 and the filter member 20 and a winding 16 between the! Filter member 20 and the first starting point 3 connected * The parallel circuit of the described four poles creates a filter with the in Pig. visible characteristic, wherein the quadrupole in accordance with Fig. 5 describes the continuous line and that the broken ("" '"<- line according to Fig. 6. The frequency cutting follows with a cross frequency f,.

Example 2

Der erfindungsgemäße Vierpol wird mit einem Filterglied 20 versehen, das mit zwei parallelen Gliedern verbunden ist« Jede3 parallele Glied enthält eine Wicklung 11 bzw· 12 und einen mit der Wicklung parallel geschalteten Kondensator 13 bzw. 14, und es ist dem ersten Eingangspunkt 1 bzw. dem ersten Ausgangspunkt 3 zugeführt (Fig. 8). Die Impedanz der Wicklungen 11 und 12 sowie die Kapazitanz der Kondensatoren 13 und 14 sind gleich, weil in diesem Falle die symmetrische \J Filtercharakteristik nach Fig. 9 erreicht wird.The quadrupole according to the invention is provided with a filter member 20 which is connected to two parallel members. Each parallel member comprises a winding 11 or 12 and a capacitor 13 or 14 connected in parallel with the winding, and is the first input point 1 or. fed to the first starting point 3 (FIG. 8). The impedance of the coils 11 and 12 and the capacitance of the capacitors 13 and 14 are the same, because in this case the symmetric \ J filter characteristic of FIG. 9 is reached.

Example 3

Falls der erfindungsgemäße Vierpol mit einem zwei Kondensatoren enthaltenden Filterglied 20 versehen wird und zwischen dem Filterglied 20 und dem ersten Eingangspunkt 1 sowie dem ersten Ausgangspunkt 3 je Wicklung 15». 16 in Reihe eingeschaltet wird land die näher zu dem Filterglied 20 liegenden Endpunkte der Wicklungen 15, 16 miteinander verbunden werden (Fig. -10), wird ein Tiefpaß zusammengestellt, dessen Charakteristik in der Fig. 11 sichtbar ist. Die Tiefe und dieSteilheit dieses die höheren Frequenzen nicht durchlassenden Filters können einerseits durch das Verhältnis derIf the quadrupole according to the invention is provided with a filter element 20 containing two capacitors and between the filter element 20 and the first input point 1 and the first starting point 3 per winding 15 ». 16 is turned on in series country lying closer to the filter member 20 end points of the windings 15, 16 are connected together (Fig. -10), a low-pass filter is assembled, the characteristic of which is visible in Fig. 11. The depth and the subdivision of this filter, which does not transmit the higher frequencies, can be determined on the one hand by the ratio of the

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Impedanzen der Wicklungen 15, 16, andererseits mit entsprechender Auswahl der absoluten Größe dieser Impedanzen geregelt werden. In dem beispielsweise dargestellten Vierpol ist es vorteilhaft, bei den Kondensatoren 9 und 10 gleiche Kapazitanz und den Wicklungen 15 und 16 gleiche Impedanz zu wählen·Impedances of the windings 15, 16, on the other hand be controlled with appropriate selection of the absolute size of these impedances. In the quadrupole shown by way of example, it is advantageous to select the same capacitance for the capacitors 9 and 10 and the same impedance for the windings 15 and 16.

Example 4

Das Filterglied 20 wurde mit einem Kondensator ausgebildet. Zwischen ihm und dem ersten Eingangspunkt 1 einerseits sowie dem ersten Ausgangspunkt 3 andererseits können die Wicklung 15 und der Kondensator 13 einerseits sowie die Wicklung 16 und der Kondensator 14 andererseits in Reihe geschaltet werden (Pig· 12). In dieser Anordnung sollen die Wicklungen 15₅ 16 mit dem Filterglied 20 verbunden werden. So entsteht ein Bandpaß, dessen Charakteristik in Fig. sichtbar ist. Die Breite des durchgelassenen Bandes, die Tiefe der Frequenzbeschneidung sowie die Steilheit des Übergangs können durch entsprechende Auswahl der Werte der angewendeten Elemente verändert werden.The filter member 20 was formed with a capacitor. Between it and the first input point 1 on the one hand and the first starting point 3 on the other hand, the winding 15 and the capacitor 13 on the one hand and the winding 16 and the capacitor 14 on the other hand can be connected in series (Pig · 12). In this arrangement, the windings 15 ₅ 16 are connected to the filter member 20. This creates a bandpass whose characteristic is visible in FIG. The width of the transmitted band, the depth of the frequency truncation and the slope of the transition can be changed by appropriate selection of the values of the applied elements.

Example 5

Das Filterglied 20 wird mit zwei Kondensatoren ausgebildet. Die Kondensatoren 13, 14 sowie die Wicklungen 15, 16 sind dem Beispiel 4 gemäß zu wählen (Fig. 14). So entsteht ein Filter, wobei das durchgelassene Band bis zu einem Punkt verengt werden kann. Die Charakteristik dieses "Lochauswahlfilters" ist in Fig. 15 sichtbar und enthält einen charakteristischen Punkt mit der Resonanzfrequenz f^·The filter member 20 is formed with two capacitors. The capacitors 13, 14 and the windings 15, 16 are to be selected according to Example 4 (FIG. 14). This creates a filter whereby the transmitted band can be narrowed to a point. The characteristic of this "hole selection filter" is visible in FIG. 15 and contains a characteristic point with the resonance frequency f.

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Example 6

Die Regelungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Vierpols folgen aus der Anwendung von in verschiedenen Stellen eingebauten He gslungs element en und Verbindungen (Fig. 16)', z. B. durch Anwendung eines regelbaren Widerstandes 18, der mit den gemeinsamen Punkten der Wicklung 15 und des Kondensators 13 sowie der Wicklung 16 und des Kondensators 14 (wobei diese Elemente gemäß Beispiel 4 oder 5 eingeschaltet sind) verbunden ist.The control possibilities of the quadrupole according to the invention follow from the use of built in different places He gslungs element and compounds (Fig. 16) ', z. Example by using a variable resistor 18 which is connected to the common points of the winding 15 and the capacitor 13 and the winding 16 and the capacitor 14 (these elements are turned on according to Example 4 or 5).

Auf diese Weise kann die Tiefe der Frequenzbeschneidung leicht verändert werden. Die Reihenfolge der Elemente bei der Reihenschaltung bestimmt,, ob das Filter die höheren oder die niedrigeren Frequenzen durchläßt. Zwischen dem Kondensator 8 und den Ausgängen des Filterglieds 20 kann auch ein regelbarer Widerstand 19 eingeschaltet werden, der zur- Regulierung der Tiefe der Frequenzbeschneidung geeignet ist.In this way, the depth of the frequency trimming can be easily changed. The order of the elements in the series connection determines whether the filter passes the higher or lower frequencies. Between the capacitor 8 and the outputs of the filter member 20, a variable resistor 19 can also be switched on, which is suitable for regulating the depth of the frequency truncation.

In mehreren Anwendungen ist es zweckmäßig, die Stromleitungen 6, 7 des induktiven Reihenglieds sowie die Paare der Wicklungen 11, 12, 15» 16 auf entsprechenden Eisenkernen auszubilden. In diesem Falle vermindert sich die Steilheit der Charakteristik, jedoch wird der Vierpol zur Aufnahme höherer· Leistungen geeignet. Eine interessante Möglichkeit besteht darin, daß in den mit einer Resonanzfrequenz charakterisierten Anordnungen (z. B. Fig. 1 und 14) auf den Eisenkern so starke Kräfte wirken, die seine Bewegung bei der Erreichung der Resonanzfrequenz hervorrufen können«. So wird der erfindungsgemäße Vierpol selbst zur Betätigung eines Schalters, zu wirksamer Anzeige eines Grenzwertes und zur Durchführung bestimmter Meßaufgaben geeignet sein«In several applications, it is expedient to form the power lines 6, 7 of the inductive series member and the pairs of windings 11, 12, 15 »16 on corresponding iron cores. In this case, the steepness of the characteristic decreases, but the quadrupole becomes suitable for receiving higher powers. An interesting possibility is that in the arrangements characterized by a resonant frequency (for example, Figures 1 and 14), forces acting upon the iron core are so strong as to cause it to move when the resonant frequency is reached. Thus, the quadrupole according to the invention itself will be suitable for actuating a switch, for effectively displaying a limit value and for carrying out certain measuring tasks. «

Der erfindungsgemäße Vierpol gewährleistet die Siebung undThe quadrupole according to the invention ensures the screening and

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Anzeige von bestimmten Frequenzbereichen, Bändern und Werten. Er zeigt hohe Selektivität und iat mit einem Eisenkern zur Durchführung von Schaltoperationen versehen.Display of certain frequency bands, bands and values. It shows high selectivity and iat provided with an iron core for performing switching operations.

Claims

239763 16.8.1982 60 790/13 Claim for invention

A quadrupole comprising a capacitance and a filter member, the filter member being provided with an inductive series element connected between a first input point and a starting point and guided to an intermediate point between a second input point and a second output point, characterized in that the inductive one Series member of mutually adapted and connected in series, characterized with mutual Stromflußrichtungen current guides (6, 7) is formed and in the filter member (20) the current guides (6, 7) are connected to the capacitor

2. quadrupole according to item 1, characterized in that the current guides (6, 7) form a bifilar winding.

3 »quadrupole according to item 1, characterized in that the current guides (6, 7) of closely juxtaposed___ ladder conductors are formed, which also have straight lines.

4 "quadrupole according to one of the items 1 to 3", characterized in that the current guides (6, 7) are formed on iron core.

5 · quadrupole according to one of the items 1 to 4, characterized in that the capacitance contains a capacitor (8) whose one pad is fed to a common point (5) of the current guides (6, 7) and the other pad the switched point »

6. Four-pole according to one of the items 1 to 4, marked

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in that between the inductive series element and on the one hand the first input point (1) and on the other hand, the first starting point (3) each one advantageously characterized by the same capacitance capacitor (9> 10, 13 »145 is present, wherein the capacitors (9, 10» 13, H) advantageously have the same capacitance.

7 * quadrupole according to one of the points 1 to 6, characterized in that between the filter member (20) and on the one hand the first Eingangssp.unkt (1) and on the other hand the first starting point (3) each have a winding (15, 16) is present whose impedances are advantageously the same *

8 · quadrupole according to item 7, characterized in that the points of the windings (15> 16) lying closer to the pilot member (20) are connected to one another.

9 · quadrupole according to one of the items 1 to 6, characterized in that a parallel member exists between the pinnar member (20) and on the one hand the first input point (1) and on the other hand the first starting point "'(3") "" j ~ e ~ is that includes in parallel a winding (11, 12) and a capacitor (13, 14), wherein the capacitances of the capacitors (13> 14) and the impedances of the windings (11, 12) are advantageously the same.

10. quadrupole according to one of the points 7 to 9 »characterized in that the winding (11, 12, 15, 16) is provided with iron core.

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